Student World

Nejznámějším způsobem, jak určovat stáří archeologických nálezů, je samozřejmě radiokarbonová metoda. Na Science Worldu jsme již několikrát popisovali i metody další, především dendrochronologii (datování z letokruhů stromů), termoluminiscenci (způsob datování stáří keramiky "od posledního vypálení") a metodu kalium-argonovou. Jenomže to ještě zdaleka není všechno.

Zdrojem informací pro následující článek je materiál Kennetha R. Ludwiga a Paula R. Renna, který vyšel v časopise Evolutionary Anthropology. Za pomoc děkuji i Ladislavu Nejmanovi (který však neviděl finální text a tudíž neodpovídá za případné dezinterpretace).

Jako první se podíváme na tzv. paleomagnetismus. Vychází z toho, že při tuhnutí vyvřelých hornin obsahující železo či jiné magnetické kovy došlo k uspořádání železitých kousků "po siločarách" podle tehdejšího magnetického pólu. Magnetický pól není shodný s pólech zeměpisným, postupně se posouvá a občas také dojde k přepólování (tj. záměně severního a jižního pólu; příčiny této inverze nejsou zatím zcela jasné, ani to, zda k ní dochází pravidelně). Pokud víme, jakým způsobem se pól hýbal, tj. získáme kalibrační křivku, můžeme datovat i čas ztuhnutí určité horniny – po ztuhnutí lávy/magmatu se už atomy hýbat prakticky nemohou, ať se pól posouvá, jak chce. Zbývá samozřejmě zohlednit fakt, že ani kontinenty nejsou na svých místech.
V tlustší, postupně vznikající vrstvě horniny můžeme také získat celou křivku pro stěhování magnetických pólů. Sekvence je tvořená různě dlouhými "normálními" a "převrácenými" periodami.

Metoda racemizační je použitelná pouze pro zbytky živých těl. Vychází z toho, že v živých organismech jsou aminokyseliny a cukry přítomné téměř výlučně v jediné optické variantě (aminokyseliny levotočivé, cukry pravotočivé). Po smrti organismu by však mělo dojít k postupnému vývoji směrem k racemátu (tedy identické směsi obou optických izomerů). Rychlost této změny samozřejmě závisí na obrovském množství dalších podmínek, metoda je tedy spíše orientační a především relativní – můžeme však tímto způsobem srovnávat stáří věcí nalezených na jednom místě a tedy v analogických fyzikálně-chemických podmínkách.

Zajímavou metodou (která není popsána ve výše citovaném článku, ale využívá se při studiu krasových útvarů) je sledování poměru izotopů kyslíku. (O16 versus O18) v hornině. Tímto způsobem neměříme přesně řečeno čas, ale teplotu, při níž probíhala krystalizace (v usazující se hornině je vždy více těžšího izotopu – na teplotě záleží, jak velký je ale tento nepoměr). Poté podobně jako u dendrochronologie stanovujeme časovou křivku vývoje v určité oblasti – v tomto případě podle teplot (u dendrochronologie závisejí letokruhy nejen na teplotě, ale především na sledu deštivých a suchých roků). Při datování nálezu zjišťujeme, s jakou částí křivky se překrývá jeho vlastní křivka (tj. musíme vždy znát sled teplých a studených období; jediný bod křivky není k ničemu).

Nakonec k metodě kalium-argonové. Ta se dnes již tolik nepoužívá, respektive její princip se spíše uplatní v metodě argon-argonové.
Citováno z dříve publikovaného článku Hodiny z draslíku a argonu:
Draslík je složen především ze stabilních izotopu K39 a K41, izotop K40 je naopak radioaktivní. Následkem tzv. K rozpadu pak z tohoto draslíku vzniká izotop Argonu Ar40.
Pro určení stáří horniny lze použít např. poměr argonu 40 a draslíku 40. V hornině však samozřejmě může být přítomen argon, který se sem dostal ze vzduchu, ten ale není složen výlučně z argonu 40. Pokud tedy při analýze horniny zjistíte, že obsahuje výlučně nebo téměř výlučně argon 40, je napůl vyhráno.
V metodě argon-argonové se však namísto poměru K a Ar soustředíme na poměr izotopů Ar40 a Ar39 (tj. něco podobného jako u radiokarbonu, kdy také sledujeme podíl izotopů).

Otázky: Přiznám se, že v případě některých metod mi není vše úplně jasné. Třeba u paleomagnetismu – poznáme orientaci sever-jih, jak ale zjistíme, kde byl severní a kde jižní pól. Metoda se nabíc používá nejen pro vyvřelé horniny…

autor Pavel Houser